(57)【要約】  金属化フィルムコンデンサは２つの金属化フィルムを備える。それぞれの金属化フィルムは、誘電体フィルムと、誘電体フィルムの上面上に設けられた金属蒸着電極とを有する。２つの金属化フィルムのうちの少なくとも一方の金属化フィルムの金属蒸着電極は実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなる。この金属化フィルムコンデンサは優れた漏れ電流特性と耐湿性能を有し、小型のケースモールド型コンデンサを構成することができる。
2011055517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の誘電体フィルムと、
前記第１の誘電体フィルムの上面上に設けられた第１の金属蒸着電極と、
を有する第１の金属化フィルムと、
第２の誘電体フィルムと、
前記第２の誘電体フィルムの上面上に設けられた第２の金属蒸着電極と、
を有し、前記第２の金属蒸着電極の上面が前記第１の誘電体フィルムを介して前記第１の金属蒸着電極の下面に対向するように前記第１の金属化フィルムに重ね合わされた第２の金属化フィルムと、
前記第１の金属蒸着電極に接続された第１の電極と、
前記第２の金属蒸着電極に接続された第２の電極と、
を備え、
前記第１の金属蒸着電極と前記第２の金属蒸着電極のうちの少なくとも一方の金属蒸着電極が実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなる、金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極がアルミニウムとマグネシウムからなる合金よりなり、
前記合金のマグネシウムの量は０．５重量％〜１５重量％であり、
マグネシウムは前記少なくとも一方の金属蒸着電極中に偏在しており、
前記少なくとも一方の金属蒸着電極中でのマグネシウムの濃度分布の最大値が、前記少なくとも一方の金属蒸着電極の上面から前記少なくとも一方の金属蒸着電極の厚みの１／２の距離までの領域、または前記少なくとも一方の金属蒸着電極の下面から前記少なくとも一方の金属蒸着電極の前記厚みの１／２の距離までの領域に位置する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極のマグネシウムの量は０．５重量％〜４５重量％である、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極は、
アルミニウムを主成分とする第１の金属蒸着層と、
マグネシウムを含有する第２の金属蒸着層と、
を有する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記第１の金属蒸着層は前記少なくとも一方の金属蒸着電極の下面を含み、
前記第２の金属蒸着層は前記第１の金属蒸着層の上面に位置する、請求項４に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記第２の金属蒸着層は前記少なくとも一方の金属蒸着電極の下面を含み、
前記第１の金属蒸着層は前記第２の金属蒸着層の上面に位置する、請求項４に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極は、前記第１の金属蒸着層の上面に設けられてマグネシウムを含有する第３の金属蒸着層をさらに有する、請求項６に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項８】
前記第１の電極は前記第１の金属化フィルムの端に設けられており、
前記第１の金属化フィルムの前記端において前記第１の金属蒸着電極の上面に設けられて前記第１の電極に接続された導体よりなる低抵抗部をさらに備えた、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項９】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極の上面に設けられた酸化皮膜をさらに備えた、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項１０】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極は前記第１の金属蒸着電極であり、
前記第２の金属蒸着電極は実質的にアルミニウムのみよりなり、
前記第１の金属蒸着電極は分割されていない第１の非分割電極部を有し、
前記第２の金属蒸着電極は、
分割されていない第２の非分割電極部と、
複数の分割電極部と、
前記複数の分割電極部と前記第２の分割電極部とをそれぞれ接続する複数のヒューズと、
を有し、
前記第１の非分割電極部は、前記第１の誘電体フィルムを介して前記第２の非分割電極部と前記複数の分割電極部とに対向する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項１１】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極は前記第２の金属蒸着電極であり、
前記第１の金属蒸着電極は実質的にアルミニウムのみよりなり、
前記第２の金属蒸着電極は分割されていない第１の非分割電極部を有し、
前記第１の金属蒸着電極は、
分割されていない第２の非分割電極部と、
複数の分割電極部と、
前記複数の分割電極部と前記第２の分割電極部とをそれぞれ接続する複数のヒューズと、
を有し、
前記第１の非分割電極部は、前記第１の誘電体フィルムを介して前記第２の非分割電極部と前記複数の分割電極部とに対向する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項１２】
複数の金属化フィルムコンデンサと、
前記複数の金属化フィルムコンデンサを接続して、かつ端子部を有するバスバーと、
複数の金属化フィルムコンデンサと前記バスバーとを収容するケースと、
前記バスバーの前記端子部を露出させて、前記複数の金属化フィルムコンデンサと前記バスバーとを覆うように前記ケース内に充填されるモールド樹脂と、
を備え、
前記複数の金属化フィルムコンデンサの少なくとも１つは請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の金属化フィルムコンデンサである、ケースモールド型コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサ及びこれを用いたケースモールド型コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、それらの省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。【０００３】
このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高い。このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されている。更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。【０００４】
このような金属化フィルムコンデンサは、一般に金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に設けた蒸着電極を電極に用いるものとに大別される。蒸着金属よりなる電極である金属蒸着電極を用いる金属化フィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく小型軽量化が図れる。金属蒸着電極は、絶縁欠陥部で短絡が生じた場合に、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の部分が蒸発・飛散して絶縁化し、コンデンサの機能を回復させる自己回復機能を有する。自己回復機能により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、金属蒸着電極は、従来から広く用いられている。【０００５】
図１２は特許文献１に記載されている従来の金属化フィルムコンデンサ５０１の断面図である。図１３は金属化フィルムコンデンサ５０１に使用される金属化フィルム５０２、５０３の平面図である。【０００６】
金属化フィルム５０２は、ポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルム３３Ａと、誘電体フィルム３３Ａの片面上に設けられた金属蒸着電極３１Ａとを有する。金属蒸着電極３１Ａは、誘電体フィルム３３Ａの一端の絶縁マージン３４Ａを除いて誘電体フィルム３３Ａの片面上にアルミニウムを蒸着することにより形成されている。金属化フィルム５０３は、ポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルム３３Ｂと、誘電体フィルム３３Ｂの片面上に設けられた金属蒸着電極３１Ｂとを有する。金属蒸着電極３１Ｂは、誘電体フィルム３３Ｂの一端の絶縁マージン３４Ｂを除いて誘電体フィルム３３Ｂの片面上にアルミニウムを蒸着することにより形成されている。金属化フィルム５０２、５０３は重ね合わされて巻回される。巻回された金属化フィルム５０２、５０３の両端面にメタリコン電極３６Ａ、３６Ｂが設けられている。金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂはメタリコン電極３６Ａ、３６Ｂとそれぞれ接続されて引き出されている。【０００７】
誘電体フィルム３３Ａを介して金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂの対向する部分は、容量を形成する有効電極部を形成する。有効電極部はメタリコン電極３６Ａ、３６Ｂを配列された方向の幅Ｗを有する。金属蒸着電極３１Ａは、有効電極部の幅Ｗの略中央部から絶縁マージン３４Ｂに向かう側で、スリット３５Ａにより複数の分割電極部３２Ａに区分されている。金属蒸着電極３１Ｂは、有効電極部の幅Ｗの略中央部から絶縁マージン３４Ａに向かう側で、スリット３５Ｂにより複数の分割電極部３２Ｂに区分されている。スリット３５Ａ、３５Ｂは、誘電体フィルム３３Ａ、３３Ｂ上に転写されたオイルによりそれぞれ形成される。スリット３５Ａ、３５Ｂでは誘電体フィルム３３Ａ、３３Ｂ上に金属蒸着電極が設けられていない。【０００８】
金属蒸着電極３１Ａは、有効電極部の幅Ｗの略中央部から絶縁マージン３４Ａと反対側でメタリコン電極３６Ａに近い側に位置し、誘電体フィルム３３Ａの片面全体に設けられている。金属蒸着電極３１Ｂは、有効電極部の幅Ｗの略中央部から絶縁マージン３４Ｂと反対側でメタリコン電極３６Ｂに近い側に位置し、誘電体フィルム３３Ｂの片面全体に設けられている。複数の分割電極部３２Ａは金属蒸着電極３１Ａに複数のヒューズ３７Ａでそれぞれ並列に接続されている。複数の分割電極部３２Ｂは金属蒸着電極３１Ｂに複数のヒューズ３７Ｂでそれぞれ並列に接続されている。【０００９】
金属化フィルム５０２、５０３は互いに重ね合わされて複数ターン巻回される。巻回された金属化フィルム５０２、５０３の両端面に亜鉛を溶射することでメタリコン電極３６Ａ、３６Ｂが形成され、金属化フィルムコンデンサ５０１が構成されている。【００１０】
金属化フィルムコンデンサ５０１は自己保安機能を有し、ヒューズ３７Ａ、３７Ｂによる発熱量が少ない。金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂにおいて通電する電流は、メタリコン電極３６Ａ、３６Ｂに近いほど大きく、メタリコン電極３６Ａ、３６Ｂから離れるほど小さくなる。分割電極部３２Ａ、３２Ｂに比べてメタリコン電極３６Ａ、３６Ｂにそれぞれより近い金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂはより大きい面積を有する。したがって金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂはより小さい抵抗を有し、大きい電流が流れても大きな量の熱を発生しない。金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂに比べてメタリコン電極３６Ａ、３６Ｂからより遠い分割電極部３２Ａ、３２Ｂにはより小さい電流が流れる。したがって、ヒューズ３７Ａ、３７Ｂに流れる電流は小さく、よってヒューズ３７Ａ、３７Ｂでの発熱を少なくでき、温度上昇を抑制することができる。【００１１】
金属化フィルムコンデンサ５０１がＨＥＶに用いられる場合には、使用電圧の高耐電圧化、大電流化、大容量化等が強く要求される。したがって、複数の金属化フィルムコンデンサ５０１がバスバーによって並列に接続される。複数の金属化フィルムコンデンサ５０１はケース内に収納され、このケース内にモールド樹脂が充填されて形成されたケースモールド型コンデンサが開発され、実用化されている。【００１２】
図１４Ａは特許文献２に記載されている従来のケースモールド型コンデンサ５０４の平面断面図である。図１４Ｂは図１４Ａに示すケースモールド型コンデンサ５０４の線１４Ｂ−１４Ｂにおける断面図である。ケースモールド型コンデンサ５０４は、樹脂製のケース４１と、ケース４１に収納された複数のコンデンサ素子４２とを備える。コンデンサ素子４２は、例えば図１２と図１３に示す金属化フィルムコンデンサ５０１である。接続金具４３Ａ、４３Ｂは一体に連なり、接続金具４３Ａはケース４１に内蔵され、接続金具４３Ｂはケース４１から外部に出ている。ケース４１内に充填されるモールド樹脂４４はコンデンサ素子４２を固定し、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂よりなる。ケースモールド型コンデンサ５０４は、電極部４５と、ケースモールド型コンデンサ５０４を外部に取り付けるための取り付け脚４６とをさらに備える。注型面４７からモールド樹脂４４をケース４１内に注入する。【００１３】
接続金具４３Ａはコンデンサ素子４２の電極部４５に接続される。接続金具４３Ａと一体に繋がっている接続金具４３Ｂを外部機器と接続することで、電極部４５と外部機器等を電気的に接続している。ケース４１は、コンデンサ素子４２全体と接続金具４３Ａとを内蔵し、内部にモールド樹脂４４を充填させることによってコンデンサ素子４２全体と接続金具４３Ａを固定している。注型面４７は、モールド樹脂４４を充填する前ではケース４１の開口面である。開口面からモールド樹脂４４を注入することにより注型面４７が形成される。注型面４７から接続金具４３Ｂが表出してケース４１から外部に導出されている。【００１４】
従来のケースモールド型コンデンサ５０４は、全体高さを大きくすることなくインダクタンスを抑えることができる。【００１５】
ケースモールド型コンデンサ５０４をハイブリッド自動車等に使用する場合には、特に、小型軽量化と低コスト化に加えて高い耐湿性能が要求される。高温高湿環境下での使用においてはコンデンサ素子４２である金属化フィルムコンデンサ５０１の漏れ電流が大きくなり、これに伴ってコンデンサの性能が低下する場合がある。したがって、ケースモールド型コンデンサ５０４のモールド樹脂４４の量を増やす等の対策が必要になり、結果として小型軽量化や低コスト化が図ることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−１３４５６１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８４２５号公報
【発明の概要】
【００１７】
金属化フィルムコンデンサは２つの金属化フィルムを備える。それぞれの金属化フィルムは、誘電体フィルムと、誘電体フィルムの上面上に設けられた金属蒸着電極とを有する。２つの金属化フィルムのうちの少なくとも一方の金属化フィルムの金属蒸着電極は実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなる。
【００１８】
この金属化フィルムコンデンサは優れた漏れ電流特性と耐湿性能を有し、小型のケースモールド型コンデンサを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の実施の形態による金属化フィルムコンデンサの断面図である。
【図２】図２は実施の形態による金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの平面図である。
【図３】図３は実施の形態による金属化フィルムコンデンサの高温高湿通電試験の結果を示す図である。
【図４】図４は実施の形態による金属化フィルムコンデンサの金属蒸着電極中のマグネシウムの分布と高温高湿通電試験の結果を示す図である。
【図５】図５は実施の形態による金属化フィルムコンデンサの金属蒸着電極中のマグネシウムの分布と高温高湿通電試験の結果を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは実施の形態による他の金属化フィルムの平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは実施の形態による他の金属化フィルムコンデンサの断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムコンデンサの断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムの断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムの断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムの断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムの断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムの断面図である。
【図９】図９は実施の形態によるさらに他の金属化フィルムの断面図である。
【図１０】図１０は実施の形態による金属化フィルムコンデンサの高温高湿通電試験の結果を示す図である。
【図１１】図１１は実施の形態によるケースモールド型コンデンサの断面図である。
【図１２】図１２は従来の金属化フィルムコンデンサの断面図である。
【図１３】図１３は図１２に示す金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの平面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは従来のケースモールド型コンデンサの平面断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは図１４Ａに示すケースモールド型コンデンサの線１４Ｂ−１４Ｂにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本発明の実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１の断面図である。図２は金属化フィルムコンデンサ１００１に使用される金属化フィルム１、１０の平面図である。例えば、金属化フィルム１は正極用の金属化フィルムであり、金属化フィルム１０は負極用の金属化フィルムである。金属化フィルム１、１０は互いに重ね合わせ、複数ターン巻回されて金属化フィルムコンデンサ１００１が構成されている。
【００２１】
金属化フィルム１は、誘電体フィルム２Ａと、誘電体フィルム２Ａの上面１０２Ａ上に設けられた金属蒸着電極４Ａと、金属蒸着電極４Ａの上面１０４Ａに設けられた低抵抗部５Ａとを有する。誘電体フィルム２Ａは、方向１００１Ａの端３０２Ａと、方向１００１Ａの反対の方向１００１Ｂの端４０２Ａとを有する。金属蒸着電極４Ａの下面２０４Ａは誘電体フィルム２Ａの上面１０２Ａ上に位置する。端４０２Ａには絶縁マージン３Ａが設けられている。誘電体フィルム２Ａの上面１０２Ａの絶縁マージン３Ａの部分が露出するように、金属蒸着電極４Ａが上面１０２Ａ上に形成される。導体よりなる低抵抗部５Ａは端３０２Ａに位置し、電極を厚くすることで低い抵抗値を有する。金属蒸着電極４Ａと低抵抗部５Ａは端３０２Ａに形成されたメタリコン電極等の電極８Ａと接続されて引き出されている。
【００２２】
金属化フィルム１０は、誘電体フィルム２Ｂと、誘電体フィルム２Ｂの上面１０２Ｂ上に設けられた金属蒸着電極９Ａと、金属蒸着電極９Ａの上面１０９Ａ上に設けられた低抵抗部５Ｂとを有する。誘電体フィルム２Ｂは、方向１００１Ａの端３０２Ｂと、方向１００１Ａの反対の方向１００１Ｂの端４０２Ｂとを有する。金属蒸着電極９Ａの下面２０９Ａは誘電体フィルム２Ｂの上面１０２Ｂ上に位置する。端３０２Ｂには絶縁マージン３Ｂが設けられている。誘電体フィルム２Ｂの上面１０２Ｂの絶縁マージン３Ｂの部分が露出するように、金属蒸着電極９Ａが上面１０２Ｂ上に形成される。導体よりなる低抵抗部５Ｂは端４０２Ｂに位置し、電極を厚くすることで低い抵抗値を有する。金属蒸着電極９Ａと低抵抗部５Ｂは端４０２Ｂに形成されたメタリコン電極等の電極８Ｂと接続されて引き出されている。
【００２３】
金属化フィルム１、１０は、誘電体フィルム２Ａの下面２０２Ａが金属蒸着電極９Ａの上面１０９Ａ上に位置するように重ねあわされる。金属蒸着電極４Ａは有効電極部１００１Ｅにおいて誘電体フィルム２Ａを介して金属蒸着電極９Ａに対向する。有効電極部１００１Ｅは方向１００１Ａ（１００１Ｂ）の幅Ｗ１を有して、コンデンサ１００１の容量を形成する。金属化フィルム１、１０が互いに重ね合わされて、方向１００１Ａ（１００１Ｂ）に延びる中心軸を中心に複数ターン巻回されることで、金属蒸着電極４Ａの上面１０４Ａは誘電体フィルム２Ｂの下面２０２Ｂに当接する。これにより、有効電極部１００１Ｅにおいて金属蒸着電極４Ａの上面１０４Ａは誘電体フィルム２Ｂを介して金属蒸着電極９Ａの下面２０９Ａに対向する。
【００２４】
金属蒸着電極４Ａは、有効電極部１００１Ｅの幅Ｗ１の略中央部から方向１００１Ａに位置する非分割電極部４Ｃと、幅Ｗ１の略中央部から方向１００１Ｂに位置する複数の分割電極部４Ｂと、複数のヒューズ７Ａとを有する。非分割電極部４Ｃと各分割電極部４Ｂは、誘電体フィルム２Ａの上面１０２Ａが露出するスリット６Ａで分離されている。複数の分割電極部４Ｂはスリット６Ａで分離されている。スリット６Ａは、金属蒸着電極４Ａが形成される前に上面１０２Ａに転写されたオイルにより形成される。スリット６Ａには電極が設けられていない。複数の分割電極部４Ｂは方向１００１Ａ（１００１Ｂ）と直角の方向１００１Ｃに配列されている。複数の分割電極部４Ｂのそれぞれは、複数のヒューズ７Ａのそれぞれで非分割電極部４Ｃに並列に接続されている。
【００２５】
金属蒸着電極９Ａは、有効電極部１００１Ｅの幅Ｗ１の略中央部から方向１００１Ｂに位置する非分割電極部９Ｃと、幅Ｗ１の略中央部から方向１００１Ａに位置する複数の分割電極部９Ｂと、複数のヒューズ７Ｂとを有する。非分割電極部９Ｃと各分割電極部９Ｂは、誘電体フィルム２Ｂの上面１０２Ｂが露出するスリット６Ｂで分離されている。複数の分割電極部９Ｂはスリット６Ｂで分離されている。スリット６Ｂは、金属蒸着電極４Ａが形成される前に上面１０２Ｂに転写されたオイルにより形成される。スリット６Ｂには電極は設けられていない。複数の分割電極部９Ｂは方向１００１Ｃに配列されている。複数の分割電極部９Ｂのそれぞれは、複数のヒューズ７Ｂのそれぞれで非分割電極部９Ｃに並列に接続されている。
【００２６】
誘電体フィルム２Ａ、２Ｂはポリプロピレンや、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の誘電体材料よりなる。
【００２７】
複数の分割電極部４Ｂ、９Ｂと非分割電極部４Ｃ、９Ｃとを有する金属蒸着電極４Ａ、９Ａは、誘電体フィルム２Ａ、２Ｂの上面１０２Ａ、１０２Ｂにアルミニウムとマグネシウムとを含有する合金を蒸着することによって形成されている。本実施の形態においては、その合金は実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなり、９５重量％のアルミニウムと５重量％のマグネシウムよりなる。
【００２８】
低抵抗部５Ａ、５Ｂは、金属蒸着電極４Ａ、９Ａの上面１０４Ａ、１０９Ａの非分割電極部４Ｃ、９Ｃに亜鉛を蒸着することによって形成される。低抵抗部５Ａ、５Ｂは、金属蒸着電極４Ａ、９Ａと同様に、アルミニウムとマグネシウムからなる合金より形成されてもよい。また、金属化フィルム１、１０は低抵抗部５Ａ、５Ｂを有していなくてもよい。
【００２９】
図１２と図１３に示す従来の金属化フィルムコンデンサ５０１での漏れ電流は、主に金属化フィルム５０２、５０３中に微量に存在する水分が電界により移動するために生じる。水分の通り道が一度できてしまうと、それ以降は水分が移動し易くなり、結果として漏れ電流が大きくなる。したがって、金属化フィルム５０２、５０３中の水分を低減できれば漏れ電流を小さくすることができる。
【００３０】
金属化フィルムコンデンサ５０１の金属化フィルム５０２、５０３の一方は正極として機能し、他方は負極として機能する。水分による漏れ電流が大きくなると、正極の金属化フィルムでは以下の化学式で示す反応が起こる。
【００３１】
Ａｌ＋３Ｈ２Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）３＋３Ｈ＋＋３ｅ−
２Ａｌ（ＯＨ）３→Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ
負極の金属化フィルムでは以下の化学式で示す反応が起こる。
【００３２】
３Ｈ＋＋３ｅ−→３／２Ｈ２
上記の化学式で示すように、正極の金属化フィルムではアルミニウムからなる金属蒸着電極は絶縁体である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）となり、金属蒸着電極として機能しなくなる場合がある。
【００３３】
実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１では、金属蒸着電極４Ａ、９Ａはアルミニウムとマグネシウムからなる合金よりなる。金属蒸着電極４Ａ、９Ａのマグネシウムは、金属化フィルム１、１０の内部や表面の水分と以下の化学式により反応する。
【００３４】
Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２＋Ｈ２
上記の化学式による反応によりマグネシウムが金属化フィルム１、１０の内部や表面の水分を取り除くので、漏れ電流の経路が少なくなり、金属蒸着電極４Ａ、９Ａの劣化が少なくなる。これにより、金属化フィルムコンデンサ１００１の漏れ電流を低減して漏れ電流特性の劣化を抑制することができる。
【００３５】
プールベ（Ｐｏｕｒｂａｉｘ）インデックスはマグネシウム等の様々な金属の水に対する熱力学的安定性を示す。金属が有する熱力学的安定性が低いほど、その金属は水分と反応し易く、水分を除去する大きい能力を有する。したがって、水分を除去するための金属にはできるだけ安定性の低い金属が適している。また、その金属を蒸着するプロセスを考慮すると沸点が高く、蒸気圧が高い金属が水分を除去するための金属として好ましい。これらの２つの要求を満たす金属としては、マグネシウムやチタン、マンガン等の金属が挙げられるが、蒸気圧が高いマグネシウムが特に好ましい。
【００３６】
金属の水に対する熱力学的安定性の低さ、すなわち水に対する反応のしやすさは、上記プールベインデックスより、Ｍｇ＞Ｂｅ＞Ｔｉ＞Ａｌ＞Ｍｎ＞Ｃｒ＞Ｚｎ＞Ｓｎ＞Ｆｅ＞Ｎｉ＞Ｃ＞Ｓｂ＞Ｃｕ＞Ａｇ＞Ｐｔ＞Ａｕである。
【００３７】
金属蒸着電極４Ａ、９Ａを構成する合金のアルミニウムとマグネシウムの異なる混合比率を有する金属化フィルムコンデンサ１００１の試料を作製した。これらの試料では、誘電体フィルム２Ａ、２Ｂとして３．０μｍの厚みを有するポリプロピレンフィルムを用いた。金属蒸着電極４Ａ、９Ａ中のアルミニウムとマグネシウムの組成は蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）にて測定した。これらの試料について以下に記載する高温高湿通電試験を行った。これらの試料の作製直後の容量を測定した。そして、温度８５℃で相対湿度８５％の環境下で−６００Ｖの電圧を９００時間印加した後で容量を測定した。高温高湿通電試験での容量の変化の作製直後の容量に対する割合である変化率を算出した。
【００３８】
図３は金属化フィルムコンデンサ１００１の試料の高温高湿通電試験の結果を示す図であり、上記の容量の変化率を示す。図３において、実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１の試料は、アルミニウムとマグネシウムとの合金よりなる金属蒸着電極４Ａ、９Ａを備える。また、図３において、図１２と図１３に示す従来の金属化フィルムコンデンサ５０１の試料は１００重量％のアルミニウムのみよりなる金属蒸着電極３１Ａ、３１Ｂを備える。図３に示すように、実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１は、従来の金属化フィルムコンデンサ５０１に比べて容量の変化率が小さく、優れた耐湿性を有する。耐湿性すなわち容量の変化率はマグネシウムの量に依存している。マグネシウムの量が０．５重量％、５重量％、１５重量％と増加するに伴って容量の変化率が小さくなって耐湿性が向上する。さらに、マグネシウムの量が２５重量％、４５重量％である試料でも、従来のコンデンサの試料よりも容量の変化率が小さく、より高い耐湿性を有する。特にマグネシウムの量が５重量％である試料は従来のコンデンサに比べて容量変化率が約１／１２の−３％という優れた耐湿性を有する。
【００３９】
マグネシウムの量が４５重量％を超えると金属蒸着電極４Ａ、９Ａの形成（蒸着）が困難になるので好ましくない。また、マグネシウムの量が０．５重量％未満では得られる効果が小さい。したがって、金属蒸着電極４Ａ、９Ａでのマグネシウムの量は０．５〜４５重量％の範囲が好ましい。マグネシウムの量が２５重量％を超えると金属蒸着電極４Ａ、９Ａの耐候性が低下するので、マグネシウムの量は０．５〜２５重量％の範囲が特に好ましい。
【００４０】
さらに、金属蒸着電極４Ａ、９Ａ中におけるマグネシウムの分布と容量の変化率の関係を検証した。
【００４１】
図４は金属蒸着電極４Ａ、９Ａ中のマグネシウムの分布と高温高湿通電試験の結果を示す図である。図４は金属蒸着電極４Ａ、９Ａの厚み位置Ｐ１〜Ｐ３を示す。金属蒸着電極４Ａ、９Ａは上面１０４Ａ、１０９Ａと直角の厚み方向１００１Ｄにおける上面１０４Ａ、１０９Ａから下面２０４Ａ、２０９Ａまでの距離である厚みＴＲを有する。厚み位置Ｐ１は金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚みＴＲの１／３の距離だけ離れている。厚み位置Ｐ２は金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚みＴＲの１／２の距離だけ離れている。厚み位置Ｐ３は金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚みＴＲの２／３の距離だけ離れている。上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚み位置Ｐ１までの領域Ｒ１１と、上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚み位置Ｐ２までの領域Ｒ１２と、上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚み位置Ｐ３までの領域Ｒ１３とを定義する。
【００４２】
アルミニウムとマグネシウムの合金よりなる金属蒸着電極４Ａ、９Ａを備えた金属化フィルムコンデンサ１００１で、マグネシウムの分布が異なる実施例１〜４の試料を作製した。実施例１の試料では、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の全厚みＴＲでマグネシウムがほぼ均一に分布する。実施例２の試料では、マグネシウムの含有量の最大値を呈する位置が金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の領域Ｒ１３内にある。実施例３の試料では、マグネシウムの含有量の最大値を呈する位置が金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の領域Ｒ１２内にある。実施例４の試料では、マグネシウムの含有量の最大値を呈する位置が金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の領域Ｒ１１内にある。各試料の金属蒸着電極４Ａ、９Ａ中のマグネシウムの分布はＸ線光電子分光（ＸＰＳ）およびイオンスパッタリングを交互に繰り返し、スペクトルの変化を追跡することで測定した。
【００４３】
実施例１の試料では、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）付近と下面２０４Ａ（２０９Ａ）付近のマグネシウムの含有量は同程度である。厳密には、上面１０４Ａ（１０９Ａ）付近の方が下面２０４Ａ（２０９Ａ）の付近よりマグネシウムの含有量が若干多く、マグネシウムの含有量は上面１０４Ａ（１０９Ａ）から下面２０４Ａ（２０９Ａ）にかけて漸減している。
【００４４】
図４は実施例１〜４でマグネシウムの含有量が異なる試料の容量変化率の平均値を示す。２重量％のマグネシウムを含む実施例２の金属化フィルムコンデンサ１００１の試料では、高温高湿通電試験の結果、−９％の容量変化が見られた。なお、マグネシウムはイオン化傾向が大きく、高温高湿通電試験の際に正極のマグネシウムが負極に移動することが考えられるが、マグネシウムの濃度分布の傾向は上記の状態から大きく変化はしなかった。
【００４５】
図４から明らかなように、マグネシウムの分布の状態によっても金属化フィルムコンデンサの耐湿性は変化する。アルミニウムの重量ＷＡとマグネシウムの重量ＷＭの組成比をＷＡ：ＷＭ＝９９．５：０．５〜７５：２５の範囲すなわちマグネシウムの含有量が０．５重量％〜２５重量％の範囲である場合、マグネシウムの濃度分布のピークを与える深さを金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）から近い位置とし、マグネシウムを小さい領域に集中させて分布させるほど耐湿性が向上することがわかった。一方、アルミニウムの重量ＷＡとマグネシウムの重量ＷＭの比をＷＡ：ＷＭ＝５５：４５、すなわちマグネシウムの含有量を４５重量％とした場合はマグネシウムを分布させる領域が異なっても耐湿性は向上しなかった。
【００４６】
特にアルミニウムの重量ＷＡとマグネシウムの重量ＷＭの比をＷＡ：ＷＭ＝９９．５：０．５〜８５：１５の範囲すなわちマグネシウムの含有量が０．５重量％〜１５重量％である試料のうちでは、マグネシウムの濃度分布のピークを領域Ｒ１１、Ｒ１２に位置させた実施例３、４の試料は、マグネシウムが均一に分布する実施例１の試料と比較して、その耐湿性が飛躍的に向上していることが明らかとなった。
【００４７】
すなわち、本検証より、アルミニウムの重量ＷＡとマグネシウムの重量ＷＭの比をＷＡ：ＷＭ＝９９．５：０．５〜８５：１５の範囲すなわちマグネシウムの含有量を０．５重量％〜１５重量％とし、マグネシウムの濃度分布のピークを金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）から厚みＴＲの１／２の領域内に位置させた金属化フィルムコンデンサは極めて優れた耐湿性を示すということが言える。
【００４８】
図５は金属蒸着電極４Ａ、９Ａ中のマグネシウムの分布と高温高湿通電試験の結果を示す図である。下面２０４Ａ（２０９Ａ）から厚み位置Ｐ３までの領域Ｒ２３と、下面２０４Ａ（２０９Ａ）から厚み位置Ｐ２までの領域Ｒ２２と、下面２０４Ａ（２０９Ａ）から厚み位置Ｐ１までの領域Ｒ２１とを定義する。
【００４９】
アルミニウムとマグネシウムの合金よりなる金属蒸着電極４Ａ、９Ａを備えた金属化フィルムコンデンサ１００１で、マグネシウムの分布が異なる実施例５〜８の試料を作製した。実施例５の試料では、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の全厚みＴＲでマグネシウムがほぼ均一に分布する。実施例６の試料では、マグネシウムの含有量の最大値を呈する位置が金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の領域Ｒ２１内にある。実施例７の試料では、マグネシウムの含有量の最大値を呈する位置が金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の領域Ｒ２２内にある。実施例８の試料では、マグネシウムの含有量の最大値を呈する位置が金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の領域Ｒ２３内にある。各試料の金属蒸着電極４Ａ、９Ａ中のマグネシウムの分布はＸ線光電子分光（ＸＰＳ）およびイオンスパッタリングを交互に繰り返し、スペクトルの変化を追跡することで測定した。
【００５０】
図５は実施例５〜８でマグネシウムの含有量が異なる試料の容量変化率の平均値を示す。なお、マグネシウムが金属蒸着電極４Ａ、９Ａの全体に均一に分布している実施例５の試料では、上面１０４Ａ（１０９Ａ）付近と下面２０４Ａ（２０９Ａ）付近のマグネシウムの含有量は同程度である。厳密には、実施例５の試料では、上面１０４Ａ（１０９Ａ）付近の方が下面２０４Ａ（２０９Ａ）付近よりマグネシウムの含有量が少なく、マグネシウムの含有量は下面２０４Ａ（２０９Ａ）から上面１０４Ａ（１０９Ａ）にかけて漸減した状態となっている。
【００５１】
図５と図４とを比較すると、全体的に図５に示す実施例５〜８の試料の方が図４に示す実施例１〜４の試料より容量変化が大きい。すなわち、マグネシウムが金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）付近により多く分布させた金属化フィルムコンデンサは、マグネシウムが下面２０４Ａ（２０９Ａ）付近により多く分布させた金属化フィルムコンデンサに比べてよりも優れた耐湿性を示すことがわかった。
【００５２】
ただし、図５においても、アルミニウムの重量ＷＡとマグネシウムの重量ＷＭの比をＷＡ：ＷＭ＝９９．５：０．５〜７５：２５の範囲すなわちマグネシウムの含有量を０．５重量％〜２５重量％の範囲とした場合、マグネシウムの濃度分布のピークを与える深さを金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の下面２０４Ａ（２０９Ａ）付近とし、マグネシウムを狭い領域に集中させて分布させるほど耐湿性が向上することが明らかとなった。
【００５３】
さらに、アルミニウムの重量ＷＡとマグネシウムの重量ＷＭの比をＷＡ：ＷＭ＝９９．５：０．５〜８５：１５の範囲すなわちマグネシウムの含有量を０．５重量％〜１５重量％の範囲とした金属化フィルムにおいては、マグネシウムの濃度分布のピークを領域Ｒ２２、Ｒ２３に位置させたものは、マグネシウムが金属蒸着電極の全体に分布させたものと比較してその耐湿性が飛躍的に向上しており、図４と同様の結果が得られた。
【００５４】
アルミニウムとマグネシウムを誘電体フィルム２Ａ、２Ｂへ蒸着する際に蒸着用ボートの位置、温度、形状や、さらに蒸着用ボートへ供給する線材のアルミニウムとマグネシウムの混合比率等を適宜調整する。これにより、マグネシウムを金属蒸着電極４Ａ、９Ａの上面１０４Ａ、１０９Ａ付近あるいは下面２０４Ａ、２０９Ａ付近に偏在させ、深さ方向１００１Ｄにマグネシウムの濃度を変化させることができる。
【００５５】
あるいは、アルミニウムとマグネシウムの金属材料を別々の蒸着ボートに供給し、それぞれの蒸着源からアルミニウムとマグネシウムの金属蒸気を順次、誘電体フィルム２Ａ（２Ｂ）へ蒸着させる。これにより、マグネシウムを金属蒸着電極４Ａ、９Ａの上面１０４Ａ、１０９Ａ付近あるいは下面２０４Ａ、２０９Ａ付近に偏在させ、深さ方向１００１Ｄにマグネシウムの濃度を変化させることができる。
【００５６】
以上のように、金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうちの前記少なくとも一方の金属蒸着電極中でのマグネシウムの濃度分布の最大値が、その金属蒸着電極の上面から厚みＴＲの１／２の距離までの領域に位置する。または、その金属蒸着電極の下面から厚みＴＲの１／２の距離までの領域に位置する。これにより、その金属蒸着薄膜の耐湿性を飛躍的に向上させることができる。
【００５７】
より好ましくは、金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうちの前記少なくとも一方の金属蒸着電極中でのマグネシウムの濃度分布の最大値が、その金属蒸着電極の上面から厚みＴＲの１／３の距離までの領域に位置する。または、その金属蒸着電極の下面から厚みＴＲの１／３の距離までの領域に位置する。これにより、その金属蒸着薄膜の耐湿性を飛躍的に向上させることができる。
【００５８】
上述のように、金属化フィルム１は、誘電体フィルム２Ａと、誘電体フィルム２Ａの上面１０２Ａ上に設けられた金属蒸着電極４Ａとを有する。金属化フィルム１０は、誘電体フィルム２Ｂと、誘電体フィルム２Ｂの上面１０２Ｂ上に設けられた金属蒸着電極９Ａとを有する。金属蒸着電極９Ａの上面１０９Ａが誘電体フィルム２Ａを介して金属蒸着電極４Ａの下面２０４Ａに対向する。金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうちの少なくとも一方の金属蒸着電極は実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなる。その少なくとも一方の金属蒸着電極はアルミニウムとマグネシウムからなる合金よりなる。その合金のマグネシウムの量は０．５重量％〜１５重量％であり、マグネシウムはその金属蒸着電極中に偏在している。その金属蒸着電極中でのマグネシウムの濃度分布の最大値が、その金属蒸着電極の上面からその金属蒸着電極の厚みの１／２の距離までの領域に位置する。またはその金属蒸着電極中でのマグネシウムの濃度分布の最大値が、その金属蒸着電極の下面からその金属蒸着電極の厚みの１／２の距離までの領域に位置する。
【００５９】
本実施の形態においては、金属蒸着電極４Ａ、９Ａの両方がアルミニウムとマグネシウムからなる合金よりなる。実施の形態における金属化フィルムコンデンサでは金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうちの一方のみが上記合金よりなり、他方がアルミニウムのみより形成されていてもほぼ同様の効果が得られる。前述のように、正極として機能する金属蒸着電極のアルミニウムが水分によりアルミニウム絶縁体である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）となり金属蒸着電極として機能しにくくなる。したがって、金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうちの一方のみが上記合金より形成される場合には、金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうち正極として機能する金属蒸着電極を上記合金で形成することで、耐湿性の向上が図れる。
【００６０】
したがって、アルミニウムとマグネシウムからなる合金を用いて金属蒸着電極４Ａ、９Ａのうちの正極として機能する金属蒸着電極を形成し、負極として機能する金属蒸着電極はアルミニウムのみにより形成してもよい。これにより、耐湿特性と耐電圧特性に優れた金属化フィルムコンデンサ１００１が得られる。金属蒸着電極は絶縁欠陥部で短絡が生じた場合に、短絡のエネルギーで金属蒸着電極の欠陥部周辺の部分が蒸発・飛散して絶縁する。これにより、金属蒸着電極はコンデンサの機能を回復させる自己回復機能を有する。マグネシウムの自己回復機能は低いので、アルミニウムとマグネシウムからなる合金で形成されて正極として機能する金属蒸着電極はヒューズを有しなくてもよい。
【００６１】
図６Ａは実施の形態による他の金属化フィルム１Ｐの平面図である。金属化フィルム１Ｐは、誘電体フィルム２Ｐと、誘電体フィルム２Ｐの上面１０２Ｐ上に設けられた金属蒸着電極４Ｐとを有する。誘電体フィルム２Ｐは図１と図２に示す誘電体フィルム２Ａ、２Ｂと同様の材料よりなる。金属蒸着電極４Ｐは図１と図２に示す金属蒸着電極４Ａ、９Ａと同様に実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなり、正極として機能する。金属蒸着電極４Ｐは全体が１つの非分割電極部よりなり、スリットで分割されていない。
【００６２】
図６Ｂは実施の形態による他の金属化フィルムコンデンサ１００２の断面図である。図１と図２に示す金属化フィルム１０の金属蒸着電極９Ａが負極として機能する場合には、金属化フィルムコンデンサ１００２は金属化フィルム１の代わりに図６Ａに示す金属化フィルム１Ｐを備える。この場合には、負極として機能する金属蒸着電極９Ａは実質的にアルミニウムのみよりなる。図６Ｂに示すように、金属蒸着電極９Ａの非分割電極部９Ｃと複数の分割電極部９Ｂは誘電体フィルム２Ｐを介して１つの非分割電極部よりなる金属蒸着電極４Ｐに対向する。これにより、ヒューズとしての機能は十分に発揮されると共に、耐湿性の向上も図れるので、結果的に耐電圧特性に優れた金属化フィルムコンデンサ１００２が得られる。
【００６３】
図６Ｃは実施の形態によるさらに他の金属化フィルムコンデンサ１００３の断面図である。図１と図２に示す金属化フィルム１の金属蒸着電極４Ａが負極として機能する場合には、金属化フィルムコンデンサ１００３は金属化フィルム１０の代わりに図６Ａに示す金属化フィルム１Ｐを備える。この場合には、負極として機能する金属蒸着電極４Ａは実質的にアルミニウムのみよりなる。図６Ｃに示すように、金属蒸着電極４Ａの非分割電極部４Ｃと複数の分割電極部４Ｂは誘電体フィルム２Ａを介して１つの非分割電極部よりなる金属蒸着電極４Ｐに対向する。これにより、ヒューズとしての機能は十分に発揮されると共に、耐湿性の向上も図れるので、結果的に耐電圧特性に優れた金属化フィルムコンデンサ１００３が得られる。
【００６４】
図７Ａは実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１の他の金属化フィルム１３の断面図である。図７Ａにおいて、図１に示す金属化フィルム１、１０に対応する部分には同じ参照番号を付す。金属化フィルム１３は、誘電体フィルム１１と、誘電体フィルム１１の上面１１１に設けられた金属蒸着電極９３と、金属蒸着電極９３の上面に設けられた低抵抗部１２Ｃとを有する。誘電体フィルム１１は図１に示す誘電体フィルム２Ａ、２Ｂに対応し、同じ材料よりなる。金属蒸着電極９３は、誘電体フィルム１１の上面１１１上に設けられたアルミニウムを主成分とする金属蒸着層１２Ａと、金属蒸着層１２Ａの上面に設けられたマグネシウムを含有する金属蒸着層１２Ｂとを有する。低抵抗部１２Ｃは図１に示す低抵抗部５Ａ、５Ｂに対応し、同じ材料よりなり、同じ位置に設けられる。金属蒸着層１２Ａの下面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の下面２０４Ａ（２０９Ａ）である。金属蒸着層１２Ｂの上面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）である。
【００６５】
金属蒸着電極９３は金属蒸着層１２Ａ、１２Ｂのみよりなる。アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ａの重量ＷＡとマグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｂの重量ＷＭの比ＷＡ：ＷＭは、上記と同様に、９９．５：０．５〜５５：４５重量％が好ましい。すなわち金属蒸着電極９３において金属蒸着層１２Ｂの量は０．５重量％〜４５重量％が好ましい。金属蒸着層１２Ａはアルミニウムのみよりなるか、または金属蒸着層１２Ａではアルミニウムの含有率はマグネシウムのそれより高い。また、金属蒸着層１２Ｂのマグネシウムの含有率は金属蒸着層１２Ａのそれより高い。
【００６６】
図７Ｂは実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１のさらに他の金属化フィルム１４の断面図である。図７Ｂにおいて、図１に示す金属化フィルム１、１０に対応する部分には同じ参照番号を付す。金属化フィルム１４は、誘電体フィルム１１と、誘電体フィルム１１の上面１１１に設けられた金属蒸着電極９４と、金属蒸着電極９４の上面に設けられた低抵抗部１２Ｃとを有する。誘電体フィルム１１は図１に示す誘電体フィルム２Ａ、２Ｂに対応し、同じ材料よりなる。金属蒸着電極９４は、誘電体フィルム１１の上面１１１上に設けられたマグネシウムを含有する金属蒸着層１２Ｄと、金属蒸着層１２Ｄの上面に設けられたアルミニウムを主成分とする金属蒸着層１２Ｅとを有する。低抵抗部１２Ｃは図１に示す低抵抗部５Ａ、５Ｂに対応し、同じ材料よりなり、同じ位置に設けられる。金属蒸着層１２Ｄの下面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の下面２０４Ａ（２０９Ａ）である。金属蒸着層１２Ｅの上面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）である。
【００６７】
金属蒸着電極９４は金属蒸着層１２Ｄ、１２Ｅのみよりなる。アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｅの重量ＷＡとマグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｄの重量ＷＭの比ＷＡ：ＷＭは、上記と同様に、９９．５：０．５〜５５：４５重量％が好ましい。すなわち金属蒸着電極９４において金属蒸着層１２Ｄの量は０．５重量％〜４５重量％が好ましい。金属蒸着層１２Ｅはアルミニウムのみよりなるか、または金属蒸着層１２Ｅではアルミニウムの含有率はマグネシウムのそれより高い。また、金属蒸着層１２Ｄのマグネシウムの含有率は金属蒸着層１２Ｅのそれより高い。
【００６８】
図７Ｃは実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１のさらに他の金属化フィルム１５の断面図である。図７Ｂにおいて、図１に示す金属化フィルム１、１０に対応する部分には同じ参照番号を付す。金属化フィルム１５は、誘電体フィルム１１と、誘電体フィルム１１の上面１１１に設けられた金属蒸着電極９５と、金属蒸着電極９５の上面に設けられた低抵抗部１２Ｃとを有する。誘電体フィルム１１は図１に示す誘電体フィルム２Ａ、２Ｂに対応し、同じ材料よりなる。金属蒸着電極９５は、誘電体フィルム１１の上面１１１上に設けられたマグネシウムを含有する金属蒸着層１２Ｆと、金属蒸着層１２Ｆの上面に設けられたアルミニウムを主成分とする金属蒸着層１２Ｇと、金属蒸着層１２Ｇの上面に設けられたマグネシウムを含有する金属蒸着層１２Ｈとを有する。低抵抗部１２Ｃは図１に示す低抵抗部５Ａ、５Ｂに対応し、同じ材料よりなり、同じ位置に設けられる。金属蒸着層１２Ｆの下面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の下面２０４Ａ（２０９Ａ）である。金属蒸着層１２Ｈの上面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）である。
【００６９】
金属蒸着電極９５は金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈのみよりなる。アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｇの重量ＷＡとマグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈの重量の和の重量ＷＭの比ＷＡ：ＷＭは、上記実施例１と同様に、９９．５：０．５〜５５：４５重量％が好ましい。すなわち金属蒸着電極９５において金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈの量の合計は０．５重量％〜４５重量％が好ましい。金属蒸着層１２Ｇはアルミニウムのみよりなるか、または金属蒸着層１２Ｇではアルミニウムの含有率はマグネシウムのそれより高い。また、金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈのマグネシウムの含有率は金属蒸着層１２Ｇのそれより高い。
【００７０】
低抵抗部１２Ｃは、亜鉛を蒸着することによって形成される。低抵抗部１２Ｃは、アルミニウムとマグネシウムのいずれかを用いて形成しても構わない。更に、金属蒸着電極９３〜９５は低抵抗部１２Ｃを有していなくても同様の効果が得られる。
【００７１】
金属蒸着電極９３〜９５により、図１に示す金属蒸着電極４Ａ、９Ａと同様に、良好な耐湿性を有する金属化フィルムコンデンサ１００１が得られる。
【００７２】
なお、図７Ａ〜図７Ｃに示す誘電体フィルム１１の上面１１１に形成されるアルミニウムからなる金属蒸着層とマグネシウムからなる金属蒸着層の位置関係（形成順序）はいずれか一つに限定されるものではなく、いずれの場合であっても同様の効果が得られる。
【００７３】
但し、図７Ａに示すように、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｂが外表面に配設されている場合には、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｂの表面に自然酸化皮膜層が形成される。この自然酸化皮膜層はアルミニウムからなる金属蒸着層１２Ａを保護する保護層として作用して、耐湿性の劣化を防止することができる。
【００７４】
また、図７Ｂに示すように、アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｅが外表面に配設されている場合には、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｄが誘電体フィルム１１と金属蒸着層１２Ｅの間に存在する。金属蒸着層１２Ｄは、誘電体フィルム１１からの水分の浸透を防いでアルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｅの耐湿性を向上させることができる。さらに、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｄは、金属蒸着層１２Ｅを構成するアルミニウムと強固に密着し、アルミニウムの結晶性の緻密化を図ることができる。
【００７５】
また、図７Ｃに示すように、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈがアルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｇの上下に配設されている場合には、金属蒸着層１２Ｇの酸化劣化を抑制し、より高い耐湿性能を発揮することができる。図７Ａ〜図７Ｃのいずれの構成を採用するかは、目的に応じて適宜選択すれば良い。
【００７６】
図８Ａは実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１のさらに他の金属化フィルム４１３の断面図である。図８Ａにおいて、図７Ａに示す金属化フィルム１３と同じ部分には同じ参照番号を付す。亜鉛からなる低抵抗部１２Ｃは、アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ａの上面に形成され、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｂは低抵抗部１２Ｃの上面に形成されていてもよい。この場合には、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｂが亜鉛からなる低抵抗部１２Ｃの酸化劣化を抑制することができる。
【００７７】
図８Ｂは実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１のさらに他の金属化フィルム４１５の断面図である。図８Ｂにおいて、図７Ｃに示す金属化フィルム１５と同じ部分には同じ参照番号を付す。亜鉛からなる低抵抗部１２Ｃは、アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｇの上面に形成され、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｈは低抵抗部１２Ｃの上面に形成されていてもよい。この場合には、マグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｈが亜鉛からなる低抵抗部１２Ｃの酸化劣化を抑制することができる。
【００７８】
図９は本実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１、１００２、１００３に使用されるさらに他の金属化フィルム１９の断面図である。図９において、図１に示す金属化フィルム１、１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。
【００７９】
金属化フィルム１９は、図１に示す金属化フィルム１（１０）の金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）に設けられた酸化皮膜１８をさらに有する。酸化皮膜１８は金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）を形成する真空槽中に酸素を導入することによって形成することができる。すなわち、酸化皮膜１８は、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）に現れる金属材料を酸化して得られる金属酸化物よりなる。本実施の形態においては、真空槽中に導入する酸素の量を金属化フィルム１（１０）の単位面積１ｍ２あたり標準状態、すなわち２５℃、１気圧（１．０１３２５×１０５Ｐａ）で０．０５ｃｃ〜０．１５ｃｃに設定することが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００８０】
なお、金属化フィルム１９は、図１に示す低抵抗部５Ａ（５Ｂ）を有していてもよく、低抵抗部５Ａ（５Ｂ）の有無によって本実施の形態による効果が変わることはない。
【００８１】
金属化フィルム１９は金属化フィルム１、１０と同様に、金属蒸着電極４Ａ、９Ａに含有されたマグネシウムにより優れた耐湿性を有する。金属化フィルム１９では、酸化皮膜１８が、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）に水分（Ｈ）が取り込まれるのを防止することができ、耐湿性を更に向上させることができる。
【００８２】
金属化フィルム１９を図１に示す金属化フィルム１、１０の代わりに用いて金属化フィルムコンデンサ１００１の試料を作製した。これらの試料に前述と同様の高温高湿通電試験を行って容量の変化率を測定した。
【００８３】
図１０は金属化フィルム１９を備えた金属化フィルムコンデンサ１００１の実施例９の試料の高温高湿通電試験の結果すなわち容量の変化率を示す。図１０は比較例として、マグネシウムが金属蒸着電極の全体に均一に分布して酸化皮膜を有しない金属化フィルムコンデンサの容量の変化率も併せて記載する。
【００８４】
図１０に示すように、比較例の金属化フィルムコンデンサと比較して、酸化皮膜１８を有する実施例９の金属化フィルムコンデンサは、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）のすべての組成においてより小さい変化率を有し、優れた耐湿性を有する。
【００８５】
金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）をアルミニウムとマグネシウムのみよりなる合金で形成し、金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）に酸素を反応させて酸化皮膜１８を形成する。これにより金属化フィルムコンデンサの耐湿性を向上できる。
【００８６】
また、マグネシウムが上面１０４Ａ（１０９Ａ）付近に偏在した金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）に酸化皮膜１８を形成することで、金属化フィルムコンデンサの耐湿性を向上させることができる。また、図７Ａから図７Ｃに示す積層構造を有する金属蒸着電極９３〜９５の上面１０４Ａ（１０９Ａ）に酸化皮膜１８を形成することで、金属化フィルムコンデンサの耐湿性を向上させることができる。
【００８７】
図１１は実施の形態によるケースモールド型コンデンサ２００１の断面図である。ケースモールド型コンデンサ２００１は、複数の金属化フィルムコンデンサ２０と、複数の金属化フィルムコンデンサ２０の両端にそれぞれ接続されたバスバー２１Ａ、２１Ｂとを備える。バスバー２１Ａ、２１Ｂは複数の金属化フィルムコンデンサ２０を並列に接続している。
【００８８】
ケースモールド型コンデンサ２００１は、ポリフェニレンサルファイド等の絶縁樹脂からなるケース２２と、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂からなるモールド樹脂２３とをさらに備える。ケース２２はバスバー２１Ａ、２１Ｂによって並列接続された複数の金属化フィルムコンデンサ２０を収容する。モールド樹脂２３はバスバー２１Ａ、２１Ｂと複数の金属化フィルムコンデンサ２０を覆う。バスバー２１Ａ、２１Ｂはモールド樹脂２３から露出する端子部１２１Ａ、１２１Ｂをそれぞれ有する。端子部１２１Ａ、１２１Ｂは外部機器と接続されるように構成されている。
【００８９】
複数の金属化フィルムコンデンサ２０はそれぞれ図１に示す金属化フィルムコンデンサ１００１である。バスバー２１Ａ、２１Ｂは金属化フィルムコンデンサ１００１の電極８Ａ、８Ｂにそれぞれ接続される。金属化フィルムコンデンサ２０は高い耐湿性を有するので、ケース２２内に充填するモールド樹脂２３の量を少なくすることができ、小型軽量化と低コスト化を同時に実現することができる。実施の形態では、モールド樹脂２３の露呈する面２３Ａから金属化フィルムコンデンサ２０までの厚みＴＭは８ｍｍである。複数の金属化フィルムコンデンサ２０の位置によっては、複数の金属化フィルムコンデンサ２０の少なくとも１つが図１（図６Ｂ、図６Ｃ）に示す金属化フィルムコンデンサ１００１（１００２、１００３）であっても同様の効果が得られる。
【００９０】
実施の形態において、「上面」「下面」用の方向を示す用語は、金属化フィルム１、１０等の金属化フィルムコンデンサ１００１の構成部品の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明による金属化フィルムコンデンサは優れた耐湿性を有するので、小型のケースモールド型コンデンサを得ることができ、特に、高い耐湿性と小型軽量化・低コスト化が要求される自動車用分野等として有用である。
【符号の説明】
【００９２】
１    金属化フィルム（第１の金属化フィルム）
２Ａ    誘電体フィルム（第１の誘電体フィルム）
２Ｂ    誘電体フィルム（第２の誘電体フィルム）
４Ａ    金属蒸着電極（第１の金属蒸着電極）
８Ａ    電極（第１の電極）
８Ｂ    電極（第２の電極）
９Ａ    金属蒸着電極（第２の金属蒸着電極）
１０    金属化フィルム（第２の金属化フィルム）
１２Ａ    金属蒸着層（第１の金属蒸着層）
１２Ｂ    金属蒸着層（第２の金属蒸着層）
１２Ｄ    金属蒸着層（第２の金属蒸着層）
１２Ｅ    金属蒸着層（第１の金属蒸着層）
１２Ｆ    金属蒸着層（第２の金属蒸着層）
１２Ｇ    金属蒸着層（第１の金属蒸着層）
１２Ｈ    金属蒸着層（第３の金属蒸着層）
１８    酸化皮膜
２０    金属化フィルムコンデンサ
２１Ａ    バスバー
２２    ケース
２３    モールド樹脂
１２１Ａ    端子部
【図１】
2011055517.tif 000003
【図２】
2011055517.tif 000004
【図３】
2011055517.tif 000005
【図４】
2011055517.tif 000006
【図５】
2011055517.tif 000007
【図６Ａ】
2011055517.tif 000008
【図６Ｂ】
2011055517.tif 000009
【図６Ｃ】
2011055517.tif 000010
【図７Ａ】
2011055517.tif 000011
【図７Ｂ】
2011055517.tif 000012
【図７Ｃ】
2011055517.tif 000013
【図８Ａ】
2011055517.tif 000014
【図８Ｂ】
2011055517.tif 000015
【図９】
2011055517.tif 000016
【図１０】
2011055517.tif 000017
【図１１】
2011055517.tif 000018
【図１２】
2011055517.tif 000019
【図１３】
2011055517.tif 000020
【図１４Ａ】
2011055517.tif 000021
【図１４Ｂ】
2011055517.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月17日(2012.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムと、誘電体フィルムを介して対向する２つの金属蒸着電極とを有する。少なくとも一方の金属蒸着電極は実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなる。
この金属化フィルムコンデンサは優れた漏れ電流特性と耐湿性能を有し、小型のケースモールド型コンデンサを構成することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
金属蒸着電極９３は金属蒸着層１２Ａ、１２Ｂのみよりなる。アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ａの重量ＷＡとマグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｂの重量ＷＭの比ＷＡ：ＷＭは、上記と同様に、９９．５：０．５〜５５：４５が好ましい。すなわち金属蒸着電極９３において金属蒸着層１２Ｂの量は０．５重量％〜４５重量％が好ましい。金属蒸着層１２Ａはアルミニウムのみよりなるか、または金属蒸着層１２Ａではアルミニウムの含有率はマグネシウムのそれより高い。また、金属蒸着層１２Ｂのマグネシウムの含有率は金属蒸着層１２Ａのそれより高い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
金属蒸着電極９４は金属蒸着層１２Ｄ、１２Ｅのみよりなる。アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｅの重量ＷＡとマグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｄの重量ＷＭの比ＷＡ：ＷＭは、上記と同様に、９９．５：０．５〜５５：４５が好ましい。すなわち金属蒸着電極９４において金属蒸着層１２Ｄの量は０．５重量％〜４５重量％が好ましい。金属蒸着層１２Ｅはアルミニウムのみよりなるか、または金属蒸着層１２Ｅではアルミニウムの含有率はマグネシウムのそれより高い。また、金属蒸着層１２Ｄのマグネシウムの含有率は金属蒸着層１２Ｅのそれより高い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図７Ｃは実施の形態による金属化フィルムコンデンサ１００１のさらに他の金属化フィルム１５の断面図である。図７Ｃにおいて、図１に示す金属化フィルム１、１０に対応する部分には同じ参照番号を付す。金属化フィルム１５は、誘電体フィルム１１と、誘電体フィルム１１の上面１１１に設けられた金属蒸着電極９５と、金属蒸着電極９５の上面に設けられた低抵抗部１２Ｃとを有する。誘電体フィルム１１は図１に示す誘電体フィルム２Ａ、２Ｂに対応し、同じ材料よりなる。金属蒸着電極９５は、誘電体フィルム１１の上面１１１上に設けられたマグネシウムを含有する金属蒸着層１２Ｆと、金属蒸着層１２Ｆの上面に設けられたアルミニウムを主成分とする金属蒸着層１２Ｇと、金属蒸着層１２Ｇの上面に設けられたマグネシウムを含有する金属蒸着層１２Ｈとを有する。低抵抗部１２Ｃは図１に示す低抵抗部５Ａ、５Ｂに対応し、同じ材料よりなり、同じ位置に設けられる。金属蒸着層１２Ｆの下面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の下面２０４Ａ（２０９Ａ）である。金属蒸着層１２Ｈの上面は図１に示す金属蒸着電極４Ａ（９Ａ）の上面１０４Ａ（１０９Ａ）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
金属蒸着電極９５は金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈのみよりなる。アルミニウムからなる金属蒸着層１２Ｇの重量ＷＡとマグネシウムからなる金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈの重量の和の重量ＷＭの比ＷＡ：ＷＭは、上記実施例１と同様に、９９．５：０．５〜５５：４５が好ましい。すなわち金属蒸着電極９５において金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈの量の合計は０．５重量％〜４５重量％が好ましい。金属蒸着層１２Ｇはアルミニウムのみよりなるか、または金属蒸着層１２Ｇではアルミニウムの含有率はマグネシウムのそれより高い。また、金属蒸着層１２Ｆ、１２Ｈのマグネシウムの含有率は金属蒸着層１２Ｇのそれより高い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
誘電体フィルムと、
前記誘電体フィルムの上面上に設けられた第１の金属蒸着電極と、
前記誘電体フィルムを介して前記第１の金属蒸着電極の下面に対向する上面を有する第２の金属蒸着電極と、
前記第１の金属蒸着電極に接続された第１の電極と、
前記第２の金属蒸着電極に接続された第２の電極と、
を備え、
前記第１の金属蒸着電極と前記第２の金属蒸着電極のうちの少なくとも一方の金属蒸着電極が実質的にアルミニウムとマグネシウムのみよりなる、金属化フィルムコンデンサ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記第１の電極は前記誘電体フィルムの端に設けられており、
前記誘電体フィルムの前記端において前記第１の金属蒸着電極の上面に設けられて前記第１の電極に接続された導体よりなる低抵抗部をさらに備えた、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極は前記第１の金属蒸着電極であり、
前記第２の金属蒸着電極は実質的にアルミニウムのみよりなり、
前記第１の金属蒸着電極は分割されていない第１の非分割電極部を有し、
前記第２の金属蒸着電極は、
分割されていない第２の非分割電極部と、
複数の分割電極部と、
前記複数の分割電極部と前記第２の非分割電極部とをそれぞれ接続する複数のヒューズと、
を有し、
前記第１の非分割電極部は、前記誘電体フィルムを介して前記第２の非分割電極部と前記複数の分割電極部とに対向する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記少なくとも一方の金属蒸着電極は前記第２の金属蒸着電極であり、
前記第１の金属蒸着電極は実質的にアルミニウムのみよりなり、
前記第２の金属蒸着電極は分割されていない第１の非分割電極部を有し、
前記第１の金属蒸着電極は、
分割されていない第２の非分割電極部と、
複数の分割電極部と、
前記複数の分割電極部と前記第２の非分割電極部とをそれぞれ接続する複数のヒューズと、
を有し、
前記第１の非分割電極部は、前記誘電体フィルムを介して前記第２の非分割電極部と前記複数の分割電極部とに対向する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【国際調査報告】
2011055517.tif 000023
2011055517.tif 000024
2011055517.tif 000025
2011055517.tif 000026